51单片机的蓝牙家电开关控制设计
目 录
引言 1
一、 系统整体设计 2
二、硬件电路设计 3
（一）电源降压稳压电路 3
1.变压器 3
2.整流滤波电路 4
3.集成稳压电路7805 4
（二）单片机最小系统电路 5
1.单片机 6
2.振荡电路 7
3.上电复位电路 8
（三）蓝牙模块电路 8
（四）家电开关LED灯指示电路 10
三、 系统软件设计 11
（一）系统主程序流程图 11
（二）蓝牙控制信号对照表 11
结束语 13
（一）硬件设计 13
（二）软件设计 13
致 谢 14
参考文献 15
附录 16
附录一：系统原理图 16
附录二：系统程序 17
引言
随着科学技术的发展与普及应用，社会生产力水平被大幅度提高。人们生活的水平也同步的被提高，生活的物质条件日益变好。人们开始更加的注重生活的质量，传统的家电开关控制已经无法满足人们对家庭生活的追求，各种为了改善传统家电开关控制，基于单片机、蓝牙、红外线、以太网和局域网等数据通讯进行设计的智能家居已开始萌芽，各种基于单片机的智能家电在家居装修领域正如雨后春笋般发展。特别是在当今数字电子技术高速发展的社会大环境下，各种智能手机已经完全占据了人们的生活领域，利用智能手机进行家电控制的例子已经不少，家电智能控制的发展与普及已是必然趋势。 传统的家电开关控制，采用的是电气线路连接。家用电器通过电气布线连接的到指定位置的开关，当人们需要打开某个家电的时候，就需要到对应的位置去按动开关。而通 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
常情况下，由于各种家用电器分布在不同的地方，家电控制开关的安装的位置也被分布在各个位置。特别是对于住宅面积比较大的家庭来说，想开启或者关闭多个位置的家电，就变得非常麻烦。因此，人们期待着更加简单方便的家电开关控制系统，解决传统家电开关控制的繁琐。
自进入21世纪以来，伴随着触摸屏智能手机的发展与应用，各种基于手机系统的APP在市场开始活跃。人们通过手机APP，启动手机蓝牙、红外线、局域网wifi和GSM网络等无线通讯技术进行数据的传输与交换，处理工作和生活上的事务，使得人们的生活变更加的简单方便。其中，智能家电的应用便是基于单片机，采用蓝牙、红外线、局域网wifi和GSM等无线通讯技术和传感器技术，进行家电开关的控制效果，实现家电云控制和无线控制。家电的云控制采用的GSM通讯和以太网通讯，一般重要侧重点是基于传感器技术的应用，通过传感器检测家居状况，多用于家庭防火防盗等，一般家庭比较少采用；家电的无线控制采用的是红外线、wifi、蓝牙等通讯，基于单片机进行家电的开关控制，应用范围相对广泛，被各个家庭家电控制所接受。其中，最熟悉的莫过于基于红外线通讯的电视机，空调等家电的控制。所以，家电的无线控制已经是市场发展的一种趋势，研究与分析家电的无线控制具有深刻长远的意义。
本文基于单片机，对蓝牙家电开关控制原理进行研究与分析，通过电源电路、单片机最小体统电路、蓝牙模块和LED灯指示电路等的硬件电路设计，应用单片机串口与蓝牙模块链接，进行蓝牙家电开关控制的软件设计，通过单片机的串口接收蓝牙传送过来的控制信号，然后根据控制信号的值，驱动单片机I/O口的输出电平高低，最终实现8路家电开关无线控制效果。
一、 系统整体设计
本设计基于51单片机进行蓝牙家电开关控制的设计，设计主要由硬件电路和软件设计组成。硬件电路主要由51单片机通过蓝牙模块进行控制信号的接收，再而单片机根据接收到的蓝牙控制信号控制单片机I/O口的输出电平，输出电平接到相关的家电控制电路，实现蓝牙家电开关控制的硬件设计。软件设计主要基于单片机C语言进行编程，通过串口获得蓝牙控制信号，驱动I/O的输出。系统设计框图如图1所示。
图1 系统设计框图
二、硬件电路设计
本设计基于51单片机进行蓝牙家电开关控制的硬件电路设计，硬件电路主要包括电源降压稳压电路（实物采用的是直接购买的开关电源）、单片机最小系统电路、蓝牙模块电路和家电开关LED指示灯电路。
（一）电源降压稳压电路
本设计在实物电源电路的设计设计上，基于方便考虑采用的是购买开关电源直接输入+5V给控制系统电路，但对于家电开关控制电路后续的发展来说，采用电源降压稳压电路嵌入到系统电路才是最佳方案。本设计电压稳压电路件主要是分成三部分：变压器、整流滤波电路、集成稳压电路LM7805。如图2所示。
图2 电源稳压电路
1.变压器
变压器的设计是电与磁的相互感应原理进行设计的器件，变压器的组成原件主要由次级线圈、初级线圈和铁芯（磁芯）构成。功能主要有：电流变换、电压变换、阻抗变换、隔离）等。按用途可分为：配电变压器、电力变压器、干式变压器、组合式变压器、油浸式变压器、整流变压器、单相变压器、电炉变压器等
一般来说，在电子和电路的设计方面我们都会采用比民用电220V低，作为我们使用的电源，列如我们一般使用的24V、12V、5V、3.3V直流电源，这时，我们就需要变压器来转换电源电压，首先我们要将市电电压转换，在接下来就是要转换成我们所需要的电源电压。设计中采用的电源电压是将220V的市电，转换成设计所需要的12V电压。如图3所示
图3 变压器电压变换示意图
2.整流滤波电路
整流滤波我们都知道是将交流变直流的电路，一般的整流滤波电路有半波整流桥，集成整流的滤波电路，全桥整流滤波和稳压集成电路。在这些电路中，都有各自的优缺点，采用的设计是根据使用的不同地点环境或者各一些其他的条件限制，从而完成电路的整流滤波工作。文中采用的整流滤波电路是由D2-D5四个整流二极管所构成的全波整流桥，经过电容C2滤波处理，使的12V交流电转变成直流电。电压变化如图4所示
图4 整流滤波电压变换示意图
3.集成稳压电路LM7805
民用电经过变压器转化成一般的交流电，虽然经过二极管整流与电容滤波后，但是所得的电压任然偏高，无法提供给单片机直接使用，会烧坏单片机，甚至破坏整个电路。为了保证单片机的的正常运行，我们于是乎引进集成稳压器的使用。
集成稳压器又叫集成稳压电路，是把不够稳定的直流电压转变成稳定的直流电压的电路， 采用分立元件组成稳压电源，据有适应性较广，输出功率大的优点，但由于焊点多体积大可靠性差使得它应用范围受限制。近年来，稳压集成电源已经被广泛采用，当中稳压电源小功率的以三端式串联型稳压器应用最为广泛。
主要特性：
兼容于MCS-51
寿命：写擦循环1000次
闪烁可编程4K字节存储器
保留数据时间：10年
0Hz-24Hz全静态工作。
三级程序锁定存储器
16位定时器/计数器两个
内部RAM128*8位
结束语
参阅了大量国内外文献的设计，我对蓝牙通信电器和单片机控制技术的研究与分析，设计了基于单片机蓝牙控制原理的电器开关。通过硬件电路的电源电路的设计，单片机最小系统电路，指示灯电路的设计，单片机与蓝牙连接电器开关控制蓝牙模块的软件设计中应用蓝牙模块和LED，通过单片机串口接收蓝牙发送控制信号，并根据控制信号的值，驱动输出级的I/O口的单片机，实现8家电器开关无线控制的影响。
引言 1
一、 系统整体设计 2
二、硬件电路设计 3
（一）电源降压稳压电路 3
1.变压器 3
2.整流滤波电路 4
3.集成稳压电路7805 4
（二）单片机最小系统电路 5
1.单片机 6
2.振荡电路 7
3.上电复位电路 8
（三）蓝牙模块电路 8
（四）家电开关LED灯指示电路 10
三、 系统软件设计 11
（一）系统主程序流程图 11
（二）蓝牙控制信号对照表 11
结束语 13
（一）硬件设计 13
（二）软件设计 13
致 谢 14
参考文献 15
附录 16
附录一：系统原理图 16
附录二：系统程序 17
引言
随着科学技术的发展与普及应用，社会生产力水平被大幅度提高。人们生活的水平也同步的被提高，生活的物质条件日益变好。人们开始更加的注重生活的质量，传统的家电开关控制已经无法满足人们对家庭生活的追求，各种为了改善传统家电开关控制，基于单片机、蓝牙、红外线、以太网和局域网等数据通讯进行设计的智能家居已开始萌芽，各种基于单片机的智能家电在家居装修领域正如雨后春笋般发展。特别是在当今数字电子技术高速发展的社会大环境下，各种智能手机已经完全占据了人们的生活领域，利用智能手机进行家电控制的例子已经不少，家电智能控制的发展与普及已是必然趋势。 传统的家电开关控制，采用的是电气线路连接。家用电器通过电气布线连接的到指定位置的开关，当人们需要打开某个家电的时候，就需要到对应的位置去按动开关。而通 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
常情况下，由于各种家用电器分布在不同的地方，家电控制开关的安装的位置也被分布在各个位置。特别是对于住宅面积比较大的家庭来说，想开启或者关闭多个位置的家电，就变得非常麻烦。因此，人们期待着更加简单方便的家电开关控制系统，解决传统家电开关控制的繁琐。
自进入21世纪以来，伴随着触摸屏智能手机的发展与应用，各种基于手机系统的APP在市场开始活跃。人们通过手机APP，启动手机蓝牙、红外线、局域网wifi和GSM网络等无线通讯技术进行数据的传输与交换，处理工作和生活上的事务，使得人们的生活变更加的简单方便。其中，智能家电的应用便是基于单片机，采用蓝牙、红外线、局域网wifi和GSM等无线通讯技术和传感器技术，进行家电开关的控制效果，实现家电云控制和无线控制。家电的云控制采用的GSM通讯和以太网通讯，一般重要侧重点是基于传感器技术的应用，通过传感器检测家居状况，多用于家庭防火防盗等，一般家庭比较少采用；家电的无线控制采用的是红外线、wifi、蓝牙等通讯，基于单片机进行家电的开关控制，应用范围相对广泛，被各个家庭家电控制所接受。其中，最熟悉的莫过于基于红外线通讯的电视机，空调等家电的控制。所以，家电的无线控制已经是市场发展的一种趋势，研究与分析家电的无线控制具有深刻长远的意义。
本文基于单片机，对蓝牙家电开关控制原理进行研究与分析，通过电源电路、单片机最小体统电路、蓝牙模块和LED灯指示电路等的硬件电路设计，应用单片机串口与蓝牙模块链接，进行蓝牙家电开关控制的软件设计，通过单片机的串口接收蓝牙传送过来的控制信号，然后根据控制信号的值，驱动单片机I/O口的输出电平高低，最终实现8路家电开关无线控制效果。
一、 系统整体设计
本设计基于51单片机进行蓝牙家电开关控制的设计，设计主要由硬件电路和软件设计组成。硬件电路主要由51单片机通过蓝牙模块进行控制信号的接收，再而单片机根据接收到的蓝牙控制信号控制单片机I/O口的输出电平，输出电平接到相关的家电控制电路，实现蓝牙家电开关控制的硬件设计。软件设计主要基于单片机C语言进行编程，通过串口获得蓝牙控制信号，驱动I/O的输出。系统设计框图如图1所示。
图1 系统设计框图
二、硬件电路设计
本设计基于51单片机进行蓝牙家电开关控制的硬件电路设计，硬件电路主要包括电源降压稳压电路（实物采用的是直接购买的开关电源）、单片机最小系统电路、蓝牙模块电路和家电开关LED指示灯电路。
（一）电源降压稳压电路
本设计在实物电源电路的设计设计上，基于方便考虑采用的是购买开关电源直接输入+5V给控制系统电路，但对于家电开关控制电路后续的发展来说，采用电源降压稳压电路嵌入到系统电路才是最佳方案。本设计电压稳压电路件主要是分成三部分：变压器、整流滤波电路、集成稳压电路LM7805。如图2所示。
图2 电源稳压电路
1.变压器
变压器的设计是电与磁的相互感应原理进行设计的器件，变压器的组成原件主要由次级线圈、初级线圈和铁芯（磁芯）构成。功能主要有：电流变换、电压变换、阻抗变换、隔离）等。按用途可分为：配电变压器、电力变压器、干式变压器、组合式变压器、油浸式变压器、整流变压器、单相变压器、电炉变压器等
一般来说，在电子和电路的设计方面我们都会采用比民用电220V低，作为我们使用的电源，列如我们一般使用的24V、12V、5V、3.3V直流电源，这时，我们就需要变压器来转换电源电压，首先我们要将市电电压转换，在接下来就是要转换成我们所需要的电源电压。设计中采用的电源电压是将220V的市电，转换成设计所需要的12V电压。如图3所示
图3 变压器电压变换示意图
2.整流滤波电路
整流滤波我们都知道是将交流变直流的电路，一般的整流滤波电路有半波整流桥，集成整流的滤波电路，全桥整流滤波和稳压集成电路。在这些电路中，都有各自的优缺点，采用的设计是根据使用的不同地点环境或者各一些其他的条件限制，从而完成电路的整流滤波工作。文中采用的整流滤波电路是由D2-D5四个整流二极管所构成的全波整流桥，经过电容C2滤波处理，使的12V交流电转变成直流电。电压变化如图4所示
图4 整流滤波电压变换示意图
3.集成稳压电路LM7805
民用电经过变压器转化成一般的交流电，虽然经过二极管整流与电容滤波后，但是所得的电压任然偏高，无法提供给单片机直接使用，会烧坏单片机，甚至破坏整个电路。为了保证单片机的的正常运行，我们于是乎引进集成稳压器的使用。
集成稳压器又叫集成稳压电路，是把不够稳定的直流电压转变成稳定的直流电压的电路， 采用分立元件组成稳压电源，据有适应性较广，输出功率大的优点，但由于焊点多体积大可靠性差使得它应用范围受限制。近年来，稳压集成电源已经被广泛采用，当中稳压电源小功率的以三端式串联型稳压器应用最为广泛。
主要特性：
兼容于MCS-51
寿命：写擦循环1000次
闪烁可编程4K字节存储器
保留数据时间：10年
0Hz-24Hz全静态工作。
三级程序锁定存储器
16位定时器/计数器两个
内部RAM128*8位
结束语
参阅了大量国内外文献的设计，我对蓝牙通信电器和单片机控制技术的研究与分析，设计了基于单片机蓝牙控制原理的电器开关。通过硬件电路的电源电路的设计，单片机最小系统电路，指示灯电路的设计，单片机与蓝牙连接电器开关控制蓝牙模块的软件设计中应用蓝牙模块和LED，通过单片机串口接收蓝牙发送控制信号，并根据控制信号的值，驱动输出级的I/O口的单片机，实现8家电器开关无线控制的影响。
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